專利名稱：零插入力電接插件以及端子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電接插件，更具體地說，涉及零插入力電接插件例如用于插腳網(wǎng)格陣列器件的接插件。
插腳網(wǎng)格陣列(PGA)器件例如微處理器可以具有許多插腳端子，例如數(shù)以百計的端子。使用電接插件把PGA器件安裝在印刷電路板上并在PGA器件的插腳端子和印刷電路板的導體之間建立電連接。一種典型的電接插件允許PGA器件被除去以便維修或更換。另一有益的結(jié)果在于，當接插件被焊在印刷電路板上時不會使PGA器件受熱。
在某些已知的電接觸系統(tǒng)中，當插腳端子被插進接插件的孔中時，它接觸一個配合的接點并使其彈性變形。因而，需要力用來與這種接觸系統(tǒng)連接和斷開。在用于例如PGA器件的器件中，電接插件中的連接力是不希望的，因為大量的接點產(chǎn)生大的附加力。當需要消除連接力時，使用一種稱為零插入力(ZIF)的接插件。一種典型的零插入力接插件包括具有與PGA器件的插腳端子陣列相應(yīng)的大量插孔的下殼體。在每個插孔中安裝著彈性的電端子。上殼體包括大量開孔，PGA器件的端子通過這些開孔延伸。上殼體相對于下殼體可在脫開和鎖住位置之間移動。在脫開位置，PGA器件可在無接觸插入力的情況下置于上殼體上，其插腳端子伸過上殼體并進入下殼體的插孔中離開彈性端子的一個區(qū)域內(nèi)。然后上殼體相對于下殼體橫向移動，使插腳端子與插孔中的彈性端子接觸。在彈性端子上的接觸區(qū)域一般鍍有貴金屬，以防由于氧化引起接觸不良。
Bright等的美國專利4,498,725以及Egawa的美國專利4,750,891的圖5和圖7中披露了一種零插入力接插件，它具有呈接觸結(jié)構(gòu)的彈性端子，呈一對分開的彈性的相對指狀，在相對指之間可以接收插腳端子。
Gorwin的美國專利4,674,811和Egawa的4,750,891的圖8A和圖8B以及Ichimnra等的4,887,974中披露了一種零插入力接插件，其端子具有帶接觸結(jié)構(gòu)的自由端和彈簧部分，所述彈簧部分當插腳端子運動時沿同一方向撓曲，以便提供接觸力。
Bright等的美國專利4,988,310披露了一種零插入力接觸插件，其端子具有一直立的梁，從直立的梁橫向延伸的懸臂梁部分以及在懸梁上的接觸區(qū)域，其作用使得懸臂梁產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)撓曲。
Hsu的美國專利5,342,214披露了一種零插入力接插件，其具有兩部直立的端子部分，一個包括橫向延伸的導向部分430和非傾斜接觸部分43。
雖然已經(jīng)披露了這些不同類型的零插入力接插件，但它們未能解決零插入力接插件以及端子長期以來碰到的問題。已知的接插件和端子的一個缺點在于，在接插件中相鄰端子之間的間隔或間距不能減小到現(xiàn)代具有小間距的PGA器件所要求的小的距離。許多已知的設(shè)計具有5.08mm的端子間距，因而要求不希望的大量材料和鍍層。這大的間距也不會很好地適用于交錯的端子陣列。目前通用的端子間距為2.54mm，并且也存在一種交錯間距， 其距離為上述距離的一半。另一個問題是，許多用于零插入力接插件的已知端子具有復雜的形狀，這會產(chǎn)生絆住或斷裂，并且制造和裝配成本昂貴。許多已知端子構(gòu)形的另一個困難是，每個接觸結(jié)構(gòu)的相當廣泛的面積必須被鍍，使得覆困難而昂貴。
本發(fā)明的主要目的在于，提供一種可以實現(xiàn)非常接近的接點間距的零插入力接插件和端子；提供一種用于零插入力接播件的端子，其結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)實容易且廉價地制造并被裝進接插入的殼體中；并提供一種零插入力接插件和端子，其中接觸區(qū)域的鍍覆成本被減到最小。
簡短地說，按照本發(fā)明，提供一種用于具有插腳端子陣列的PGA器件的零插入力電接插件。該接插件包括具有相應(yīng)于插腳端子陣列的插孔陣列的第一接插件殼體以及具有使插腳通過并延伸入插孔的開孔陣列的第二接插件殼體。每個插孔包括與第二接插件殼體隔開的基壁和側(cè)壁。端子被安裝于每個插孔內(nèi)，并且包括用于把其固定在基壁內(nèi)的安裝部分，自由端部分，位于自由端附近的接觸結(jié)構(gòu)以及從基臂向接觸結(jié)構(gòu)延伸的葉片彈簧部分。接插件殼體被固定使得可沿在自由位置和鎖住位置之間的通路以第一方向相對運動，在自由位置插腳與插孔內(nèi)的接觸結(jié)構(gòu)離開，在鎖住位置插腳與接觸結(jié)構(gòu)接合。每個接點的葉片彈簧部分可沿垂直于第一方向的第二方向撓曲，當和一個插腳端子接觸時提供接觸力。每個端子的葉片彈簧部分平行于所述通路。所述接觸結(jié)構(gòu)包括插腳接合面，它至少部分地相對于所述通路傾斜，并置于葉片彈簧部分的側(cè)向邊界內(nèi)。
簡短地說，按照本發(fā)明的另一個特點，提供一種用于PGA器件的ZIF接插件的下殼體的端子接收孔中的端子。該端子包括具有用來把端子固定在接插件插孔中的固定部分的呈錐形的片狀金屬體。一個扁的平面葉片彈簧部分從所述固定部分延伸。接觸結(jié)構(gòu)形成在遠離固定部分的葉片彈簧部分的端部。葉片彈簧部分沿垂直于其平面的第一方向可以撓曲，從而提供接觸力。接觸結(jié)構(gòu)包括一插腳接合面，它沿第一方向的反方向伸出，并相對于葉片彈簧部分的平面至少部分地傾斜、插腳接合表面的至少主要部分位于葉片彈簧部分的側(cè)向邊界內(nèi)。
從下面結(jié)合附圖所作的詳細說明中可更加清楚地理解本發(fā)明的上述以及其它目的和優(yōu)點。其中

圖1是安裝在按照本發(fā)明構(gòu)成的電接插件上的PGA器件的立體圖；圖2是圖1的接插件的電端子放大的前透視圖；圖3是圖1的接觸件的電端子放大的后透視圖；圖4是圖1的接插件的下殼體的頂面部分的放大的局部平面圖，在所示部分上具有一PGA器件的插腳端子，用來說明在自由或零插入力位置的端子；圖5與圖4類似，說明在鎖住或互邊位置的端子；圖6是沿圖4的線6-6取的接插件的截面圖；圖7與圖6類似，說明在鎖住或互連位置的端子；圖8是沿圖4的線8-8取的電接插件的截面圖；圖9與圖8類似，說明在鎖住或互連位置的端子；圖10是圖1的接插件的電端子的接觸結(jié)構(gòu)的放大的前視圖；以及圖11是沿圖10的線11-11取的接觸結(jié)構(gòu)的截面圖，也說明和插腳端子的接觸。
參見附圖，圖1表示用于PGA器件22的作為一個整體用20表示的零插入力接插件。在最佳配置中，PGA器件可以是具有以交錯陣列排列的數(shù)百個插腳端子24(圖4-9和11)的微處理器。接插件20通過焊接固定在印刷線路板上(未示出)并可松開地接觸器件22，以便在插腳端子24和印刷線路板的導電區(qū)域之間形成電連接。
總的說來，零插入力接觸件20包括下殼體26和上殼體28。在殼體26和28上提供有閂和導向結(jié)構(gòu)30，以便呆拆下地把上殼體28固定在下殼體26的上表面32上(圖4-9)。殼體26和28沿箭頭34指的方向(圖1和圖4-7)在表示32的平面內(nèi)可相對移動。操作杠桿36被下殼體26可轉(zhuǎn)動地支撐著并與上殼體28接合，從而使其在圖1，4，618所見到的自由位置和圖5，7和9所見到的鎖住位置之間運動。在這些方面，殼體26和28以及杠桿36可以是常規(guī)的，美國專利4,498,725披露了一種常規(guī)的結(jié)構(gòu)。
上殼體28包括上表面38，器件22被安裝在上面，還包括下表面40，它響應(yīng)操作杠桿36的操作跨表面32滑動。許多開孔42通過上殼體28在上下表面38和40之間延伸。所有開孔42可以是相同的，其中的一個示于圖6-9中。對于器件22的每個插腳端子24都提供有一個開孔42并和插腳端子24的陣列呈相同的形式，使得器件22可被放于表面38上，其端子24通過上殼體28的開孔42延伸。每個開孔42具有斜的入口，有利于插腳端子24的進入。
下殼體26具有下表面46，它一般平行于上表面。許多插孔48從上表面32向下表面46延伸。所有孔48可以是相同的，其中的一個示于圖4-9。對器件22的每一插腳端子24提供有插孔48，這些插孔排成和插腳端子24和開孔42相同的陣列。
圖4-9中見到的插孔48具有底壁50。端子固定孔52從底壁52向下表面46延伸。側(cè)壁54限定一個相對較寬的插腳端子接收部分56和一相對較窄的端子接觸部分58。較窄的部分58由端子靠壁60部分地限定。插孔48的上口62和上殼體28的相應(yīng)的開孔42對準。
每個插孔48包括彈性的端子64，它具有一固定部分66和一個下垂的插腳接觸部分68。端子64借助于通過口62插入端子并把固定部分66在開孔52內(nèi)壓成牢固的固定接合進行固定。插腳接觸部分68的下殼體26的下方延伸，用來和印刷電路板互連。如果需要，可使用另一種接觸形式例如面固定接觸代替插腳接觸部分68。本發(fā)明的接插件和端子的優(yōu)點在于，端子足夠小，使得由一個金屬片通過沖壓和成形操作制成的端子在從一個承載條中被切下之前便能被插入一排插孔的每個插孔48中。
在插孔48內(nèi)，端子64包括接觸結(jié)構(gòu)70，它位于從固定部分66伸出的自由端部分72和葉片彈簧部分74之間。在圖4，6，8中看到的殼體26和28的脫開位置，器件22的每個插腳端子24被接收在相應(yīng)的插孔48的較寬的部分56中而沒有連接或插入力。當用杠桿36移動殼體到鎖住位置時，每個插腳端子24沿箭頭34的方向相對于下殼體移動到插孔48的較窄部分58。插腳端子24和靠壁60的接合確保插腳端子24和接觸結(jié)構(gòu)70接合，并使其沿垂直于箭頭34的方向移動。通過葉片彈簧部分74的彈性撓曲形成這一移動。彈簧部分72的扁的平面平行于箭頭34所示的配合方向，彈簧部分沿垂直于箭頭34的方向撓曲。
接觸結(jié)構(gòu)70通過從葉片彈簧部分74的平面中沿接觸結(jié)構(gòu)由于和插腳端子24接合而運動的方向的反方向偏移材料形成。此外，自由端72也沿同一方向從葉片彈簧部分偏移，以便避免插腳端子24和葉片彈簧部分74之間的干撓。接觸結(jié)構(gòu)70包括一插腳接合面76，它具有斜面或?qū)氩糠?6A，相對于箭頭34所示的接觸配合方向傾斜。斜面76A起凸輪的作用，當插腳端子向鎖住方向移動時引起葉片彈簧74的彈性撓曲。傾斜的斜面76A平滑地彎曲進入相鄰的非傾斜表面部分76B。在完全接合的位置，插腳端子24接觸非傾斜表面部分76B。另外，應(yīng)當指出，在另一種方案中，非傾斜表面部分76B可以是傾斜斜面76A的延伸，總體上是具有斜面76A的平面。還有一種方案是修改非傾斜表面部分76B，使其具有對著傾斜的斜面76A傾斜的部分。這會提供某種觸覺的反饋，表示插腳處于完全接合的位置。
插腳接合表面76訂位于葉片彈簧部分的側(cè)向邊界之間。本文中的術(shù)語“側(cè)向邊界”被定義為包括葉片彈簧部分的側(cè)面的垂直于箭頭34的平面之間的一個區(qū)域。因此，在鎖住或完全接合的位置，插腳端子24在這些平面之間的一點接觸表面76，并且接觸力不會使葉片彈簧部分74產(chǎn)生顯著的摜轉(zhuǎn)或扭曲。這一接觸結(jié)構(gòu)70具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小的優(yōu)點。
如圖11中可清楚地見到的，插腳接合表面76沿其整個長度被聳起。由于這一聳起的結(jié)構(gòu)以及插腳端子24基本上切向地向聳起的斜面運動這一事實，插腳端子24和接觸結(jié)構(gòu)的接合基本上沿圖10看到的窄帶或線78發(fā)生。此外，因為接觸結(jié)構(gòu)不包括例如用來引入或施加扭力的懸臂梁，發(fā)生接觸的線或帶78的部分是短的。其優(yōu)點在于減少了為避免氧化而鍍覆接觸區(qū)域的成本。在最佳實施例中，由圖10可見，只有小的畫陰影的區(qū)域80需要鍍覆。因為這一區(qū)域完全處于從葉片彈簧部分74突出的接觸區(qū)域70的部分上并在自由端72之外，所以可用簡單的經(jīng)濟的局部浸漬處理進行鍍覆。雖然本發(fā)明參照其實施例結(jié)合附圖進行了說明，但這些細節(jié)并不限制所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種零插入力電接插件(20)，用于具有插腳端子(64)陣列的器件，所述電接插件包括第一接觸件殼體(26)，具有相應(yīng)于插腳端子(24)的陣列的插孔(48)陣列；第二接插件殼體(28)，具有開口(42)陣列，插腳端子通過開口伸入所述插孔中；每個插孔包括基壁(50)，與第二接插件殼體和側(cè)壁隔開；在每個所述插孔中的端子，所述端子包括固定部分(66)，用來把所述端子固定在所述基壁上，自由端部分(72)，與所述自由端部相鄰的接觸結(jié)構(gòu)(70)以及從所述基壁伸向所述接觸結(jié)構(gòu)的葉片彈簧部分(74)；以及固定所述接插件殼體的裝置(30)，用于沿在脫開位置和鎖住位置之間的通路以第一方向作相對運動，在所述脫開位置所述插腳與所述插孔中的所述接觸結(jié)構(gòu)脫開，而在所述鎖住位置所述插腳與所述接觸結(jié)構(gòu)接合；每個所述接觸結(jié)構(gòu)的所述葉片彈簧部分可沿垂直于所述第一方向的第二方向撓曲，從而當和一個插頭端子接合時提供接觸力；所述電接插件的特征在于每個所述端子的葉片彈簧部分總體上平行于所述通路；以及所述接觸結(jié)構(gòu)包括插腳接合表面(76)，它至少部分地相對于所述通路傾斜并基本上位于所述葉片彈簧部分的側(cè)向邊界內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的零插入力電接插件，所述插腳接合表面包括導入部分(76A)，它相對于所述通路傾斜，以及與所述導入部分相鄰的非傾斜部分(76B)。
3.如權(quán)利要求1的零插入力電接插件，所述側(cè)壁包括插腳端子墊靠部分(60)，它平行于所述葉片彈簧部分，所述插腳接合表面與這墊靠部分開一定距離，該距離小于在所述殼體的脫開位置下的插腳端子的厚度。
4.如權(quán)利要求1的零插入力電接插件，所述接觸部分與所述自由端部分向里分開。
5.如權(quán)利要求4的零插入力電接插件，所述接觸結(jié)構(gòu)包括限定所述插腳接合表面的所述端子的聳起部分。
6.如權(quán)利要求5的零插入力電接插件，還包括在所述接觸區(qū)域的鍍層(80)，所述鍍層限制在直接包圍所述插腳接合表面的區(qū)域內(nèi)。
7.如權(quán)利要求5的零插入力電接插件，所述接觸結(jié)構(gòu)沿與所述第二方向相反的方向從所述葉片部分的平面偏移。
8.如權(quán)利要求5的零插入力電接插件，所述接觸結(jié)構(gòu)和所述自由端部沿與所述第二方向相反的方向從所述葉片部分的平面偏移。
9.一種用于在PGA器件的ZIF接插件的下殼體的端子接收插孔中的端子(64)，包括具有固定部分(66)的由沖壓并成形的片金屬本體，用來固定接插件插孔中的端子；從所述固定部分延伸的扁平的葉片彈簧部分(74)；在遠看所述固定部分的所述葉片彈簧部分的一端形成的接觸結(jié)構(gòu)(70)；所述葉片彈簧部分沿垂直于其平面的第一方向可以撓曲從而提供接觸力；所述端子的特征在于所述接觸結(jié)構(gòu)包括插腳接合面(76)，延與所述第一方向相反的方向伸出，并至少部分地相對于所述葉片彈簧部分的平面傾斜，所述插腳接合面的至少一個主要部分位于所述葉片彈簧的側(cè)向邊界內(nèi)。
10.如權(quán)利要求9的端子，其中所述插腳接合表面包括傾斜的斜面部分(76A)和與其相鄰的不傾斜的部分(76B)。
11.如權(quán)利要求9的端子，還包括對著的所述葉片彈簧部分與所述固定部分的側(cè)面相鄰的第二接觸結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求11的端子，所述第二接觸結(jié)構(gòu)包括插腳接點。
13.如權(quán)利要求9的端子，還包括所述端子的自由端(72)部分，位于遠看所述葉片彈簧部分的所述接觸結(jié)構(gòu)的一側(cè)，所述接觸結(jié)構(gòu)位于所述自由端部分的內(nèi)部。
14.如權(quán)利要求13的端子，所述自由端部分和所述接觸結(jié)構(gòu)從所述葉片彈簧的平面偏離。
15.如權(quán)利要求13的端子，所述自由端部分和所述接觸結(jié)構(gòu)從所述葉片彈簧部分的平面偏移，并且所述插腳接合面伸出所述偏移程度之外。
16.如權(quán)利要求9的端子，所述端子包括一鍍覆區(qū)域(80)，所棕鍍覆區(qū)域被限定在所述插腳接合面的直接的區(qū)域。
全文摘要
用于插腳網(wǎng)格陣列器件的零插入力電接插件包括在脫開和鎖住間的接觸配合方向移動的上、下殼體。插腳網(wǎng)格陣列器件的插腳通過上殼體的開孔伸入下殼體的插孔中。各插孔包括有固定部分的彈性端子、平行于接觸配合方向的葉片彈簧部分、自由端部分和在葉片彈簧部分及自由端部分間的接觸結(jié)構(gòu)。插腳接合面由扁平和斜面部分，斜面部分相對于接觸配合方向傾斜，使葉片彈簧部分沿垂直于配合方向產(chǎn)生撓曲。接觸結(jié)構(gòu)和自由端部沿相反于彈簧撓曲方向從葉片彈簧部分偏離。
文檔編號H01R24/00GK1137185SQ96104020
公開日1996年12月4日 申請日期1996年1月2日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月3日
發(fā)明者L·王, N·K·黃 申請人:莫列斯公司